JP2008173710A - ソケット機構 - Google Patents

Abstract

【課題】１つのソケット機構で、異なる径の工具を自在に装着することができる技術を提供することを課題とする。
【解決手段】ソケット機構１０Ｂの本体部８７には、第１の棒状工具のシャンク部を嵌合する第１六角形穴４２Ｂと、この第１六角形穴４２Ｂの奥に設けられ第１の棒状工具より小径である第２の棒状工具のシャンク部を嵌合する第２六角形穴４３Ｂと、第１の棒状工具並びに第２の棒状工具を押圧することで棒状工具の抜け止めを図るラバーボール４９とが備えられている。
【効果】１つのソケット機構１０Ｂで、異なる径の工具を自在に装着することができる。よって、締付作業の作業効率を向上させることができる。
【選択図】図９

Description

本発明は、工具回転手段の回転主軸の先端に設けると共に、棒状工具を取り替え可能に装着することができるソケット機構の改良に関する。

車両等の組立では多数のボルトやねじを締め付けるため、インパクトレンチ等の締付装置が用いられる。このとき、ボルトやねじはサイズの異なるものが数種類用意されることが多いので、サイズが変わる度に工具を交換する必要がある。
上記の手間を省くため、１本の工具軸で複数の工具を切り替え可能にした締付装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−２１８５５７公報（図２）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１０は従来の技術の基本原理を説明する図であり、（ａ）にて、締付装置１００は、駆動源に連結されたソケット機構１０１に六角棒状の工具軸１０２を嵌合し、この六角棒状の工具軸１０２の先端にレンチ１０３を嵌合してなる。このレンチ１０３で六角ボルト１０４を締め付けることができる。

（ｂ）にて、レンチ１０３を後退させ、六角棒状の工具軸１０２の先端に形成したドライバビット１０５を露出させる。このドライバビット１０５で十字穴付き小ねじ１０６を締め付けることができる。

ところが、（ｃ）にて、十字穴付き小ねじ１０６より大径の十字穴付き小ねじ１０７を、工具軸１０２で締付けようとすれば、締付けトルクが不足することがある。この場合、工具軸１０２を大径の六角棒状の工具軸１０８に交換することが望まれる。しかし、工具軸１０８を装着するには、ソケット機構１０１を大径のソケット機構１０９に交換する必要がある。

このように、特許文献１の締付装置１００では、締付部材の径に応じてソケット機構の径を変え、その度ごとに締付装置に装着したソケット機構を取り替えることが必要になる。これでは締付作業の作業効率を大幅に低下させる虞がある。

上記不具合を解消するため、１つのソケット機構で、異なる径の工具を自在に装着することができる技術の開発が求められる。

本発明は、１つのソケット機構で、異なる径の工具を自在に装着することができる技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、握り部を備え、モータなどの駆動源を内蔵し、この駆動源で回転させる回転主軸の一端を突出させてなる工具回転手段に、棒状工具を取り替え可能に装着することができるように、前記回転主軸の先端に設けられて前記棒状工具の基部を把持するソケット機構であって、前記ソケット機構には、第１の棒状工具のシャンク部を嵌合する第１の多角形穴と、この第１の多角形穴の奥に設けられ前記第１の棒状工具より小径である第２の棒状工具のシャンク部を嵌合する第２の多角形穴と、前記第１の棒状工具並びに第２の棒状工具を押圧することで棒状工具の抜け止めを図る工具抜け止め部材とが備えられていることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、第１の棒状工具並びに第２の棒状工具は、ドライバビットとしたことを特徴とする。

請求項３に係る発明では、ソケット機構は、回転主軸に連結されるソケット本体部材と、このソケット本体部材に空転可能に収納される回転部材と、この回転部材と前記ソケット本体部材との間に介在され前記ソケット本体部材が締め付け方向に回転するときに前記回転部材に回転力を与え、前記ソケット本体部材が緩め方向に回転するときに前記回転部材に回転力を与えない一方向回転機構とからなり、前記ソケット本体部材に第１の多角形穴が設けられ、前記回転部材に第２の多角形穴が設けられていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、ソケット機構には、第１の棒状工具を嵌合する第１の多角形穴と、第１の棒状工具より小径である第２の棒状工具を嵌合する第２の多角形穴とが備えられている。そのため、１つのソケット機構で、異なる径の工具を自在に装着することができる。よって、締付作業の作業効率を向上させることができる。

また、ソケット機構には、工具抜け止め部材が備えられているため、工具抜け止め部材で棒状工具を押圧することで、棒状工具の抜けを防ぐことができる。これにより、締付作業が安定するので、作業性を向上させたソケット機構を提供することができる。

請求項２に係る発明では、第１の棒状工具並びに第２の棒状工具は、ドライバビットとしたので、ねじ部品に対する締付作業の作業効率を向上させることができる。

請求項３に係る発明では、ソケット機構は、ソケット本体部材と回転部材と一方向回転機構とからなり、ソケット本体部材に第１の多角形穴が設けられ、回転部材に第２の多角形穴が設けられている。第２の多角形穴に嵌合させた第２の棒状工具で締付部材を締め付けた後、この締付部材から第２の棒状工具を外すとき、作業者の不注意により工具回転手段を緩め方向に回転させても、一方向回転機構が機能するので第２の棒状工具が緩め方向に回転することはない。よって、締付トルクの小さな締付部材を、締め付け後の誤操作によって緩めることを防止することができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、請求項１に係る説明は主として図９で説明し、請求項２に係る説明は主として図５で説明し、請求項３に係る発明は主として図２で説明する。また、図面は符号の向きに見るものとする。

図１は本発明に係るソケット機構の分解斜視図であり、ソケット機構１０は、回転主軸連結部材１６と、工具嵌合部材２１と、一方向回転機構としてのワンウェイクラッチ３０と、回転部材４１と、座金４５と、止め輪４７と、工具抜け止め部材としてのラバーボール４９と、ボール押さえ筒５１とからなる工具装着用部品である。

図２は本発明に係るソケット機構の断面図であり、図左側を先端又は前方とし、図右側を後端又は後方として以下に説明する。

ソケット機構１０は、図示せぬ工具回転手段（詳細後述）から突出した回転主軸の先端が嵌合する回転主軸嵌合穴１１及びこの回転主軸嵌合穴１１に交差するピン嵌合穴１２が形成されていると共に内底面１３から前方に延長してなる円筒部１４に設けられた先割れ状の２つのスリット１５、１５（詳細後述）を有する回転主軸連結部材１６と、２つのスリット１５、１５に差し込むための長尺状の２個の突起１７、１７（詳細後述）を有する大径部１８並びにこの大径部１８から前方へ延長して形成する大径部１８より小径の小径部１９が備えられている工具嵌合部材２１と、この工具嵌合部材２１の大径部１８に嵌めるワンウェイクラッチ３０（詳細後述）と、このワンウェイクラッチ３０の内側に嵌めて支持される回転部材４１と、工具嵌合部材２１の小径部１９に軸方向に貫通するように設けると共に図示せぬ第１の棒状工具（詳細後述）のシャンク部を嵌合する第１六角形穴４２（詳細後述）と、この第１六角形穴４２から後方へ続くように回転部材４１に設けると共に図示せぬ第２の棒状工具（詳細後述）のシャンク部を嵌合する第２六角形穴４３（詳細後述）と、突起１７、１７の先端面４４、４４に接触するように円筒部１４と大径部１８との間に挿入する座金４５と、この座金４５を押さえるために円筒部１４の内周面に形成した周溝４６に嵌める止め輪４７と、工具嵌合部材２１の小径部１９の中間位置に設けたボール保持穴４８に嵌めるラバーボール４９と、このラバーボール４９を押さえるために工具嵌合部材２１の小径部１９に嵌めるボール押さえ筒５１とで構成する。
５２はＯリング、５３はＯリング溝である。

図１に戻って、回転主軸連結部材１６の円筒部１４には、円周方向に任意の幅を有し軸方向に形成した先割れ状の２つのスリット１５、１５が対称位置に設けられ、工具嵌合部材２１の大径部１８には、２つのスリット１５、１５に差し込むために円周方向に任意の幅を有し軸方向に形成した長尺状の２個の突起１７、１７が対称位置に設けられている。スリット１５、１５に突起１７、１７を嵌め込むことで、回転主軸連結部材１６と工具嵌合部材２１とが連結される。

図３は図２の３−３線断面図であり、ラバーボール４９の下面は、工具嵌合部材２１に形成された第１六角形穴４２の上部に突出している。そのため、第１六角形穴４２に第１の棒状工具のシャンク部を嵌合したとき、この第１の棒状工具のシャンク部に設けた第１抜け止め周溝（詳細後述）にラバーボール４９の下面が押し当たることで、第１の棒状工具の抜け止めを図ることができる。

なお、ラバーボール４９は、鋼製の突起部材と圧縮コイルばねを組み合わせた構造で代用することができるため、他の部品に変更することは差し支えない。

図４は図２の４−４線断面図であり、最も外側に位置する回転主軸連結部材１６の円筒部１４に工具嵌合部材２１の大径部１８が嵌められると共にスリット１５、１５に突起１７、１７が嵌められ、工具嵌合部材２１にワンウェイクラッチ３０を介して回転部材４１が嵌められている。

また、回転部材４１には、第１六角形穴（図３符号４２）の奥に設けられ第１の棒状工具より小径である第２の棒状工具のシャンク部を嵌合する第２六角形穴４３が形成されている。

そして、第２の棒状工具のシャンク部には、前述の第１の棒状工具のシャンク部と同様に第２抜け止め周溝（詳細後述）が形成されているため、この第２抜け止め周溝にラバーボール（図３符号４９）の下面が押し当たることで、第２の棒状工具の抜け止めを図ることができる。

さらに、ワンウェイクラッチ３０は、工具嵌合部材２１に嵌める外輪３１と、この外輪３１の内周面に一定間隔の円弧を形成してなる１２個のカム面３２と、これらのカム面３２に接触している１２個のころ３３と、これらのころ３３を保持する保持器３４と、この保持器３４に一端を取り付けて他端を１２個のころ３３に繋いでいる１２個の圧縮ばね３５とを備える。

回転主軸連結部材１６を締め付け方向である時計回りに回転させると、工具嵌合部材２１及びワンウェイクラッチ３０の外輪３１は時計回りに回転するため、１２個のカム面３２は１２個のころ３３と噛み合う。これにより、１２個のころ３３が回転部材４１を押圧するので、回転部材４１は時計回りに回転する。

逆に、回転主軸連結部材１６を緩め方向である反時計回りに回転させると、工具嵌合部材２１及びワンウェイクラッチ３０の外輪３１は反時計回りに回転するため、１２個のカム面３２は１２個のころ３３から離れる。これにより、１２個のころ３３が回転部材４１から離れるので、回転部材４１は静止状態を維持する。

なお、以降の構成要素の回転方向については、締め付け方向を時計回り、緩め方向を反時計回りとして説明する。

また、ワンウェイクラッチ３０は、外輪３１、カム面３２、ころ３３、保持器３４及び圧縮ばね３５で構成したが、例えば外輪と内輪との間にカムを設け、締め付け方向に回転させたときにカムが外輪及び内輪と噛み合い、緩め方向に回転させたときにはカムが外輪及び内輪と噛み合わない構造を採用することができるため、図４に示した構造に限定されるものではない。

図３に戻って、工具嵌合部材２１は回転主軸連結部材（図４符号１６）に連結されている。そのため、回転主軸連結部材を時計回りに回転させると、工具嵌合部材２１、ラバーボール４９及び工具嵌合部材２１に嵌めたボール押さえ筒５１は時計回りに回転する。また、回転主軸連結部材を反時計回りに回転させると、工具嵌合部材２１、ラバーボール４９及びボール押さえ筒５１は反時計回りに回転する。

これまでに説明したソケット機構１０は、単独で機能する部品ではなく、実際にはモータなどの駆動源を内蔵した例えば工具回転手段としてのインパクトレンチの回転主軸に取り付ける部品であると共に、棒状工具を取り替え可能に装着することができるように棒状工具の基部を把持する部品である。このように、インパクトレンチ、ソケット機構１０、棒状工具を組み立ててなるインパクトレンチユニットを次に説明する。

図５は本発明に係るソケット機構の取付説明図であり、インパクトレンチユニット６０は、矢印（１）のようにインパクトレンチ６１から突出させた回転主軸６２の先端をソケット機構１０の後端部に差し込み、このソケット機構１０の後端部に設けたピン嵌合穴１２と回転主軸６２の先端に設けた主軸ピン嵌合穴６３とに矢印（２）のように連結ピン６４を差し込み、この連結ピン６４の下端に設けた割ピン嵌合穴６５に矢印（３）のように割ピン６６を差し込んでインパクトレンチ６１にソケット機構１０を連結させ、ソケット機構１０の先端部に矢印（４）のように第１の棒状工具としての十字形大径ドライバビット６７を差し込んでなる工具ユニットである。

加えて、小径のねじを締め付けるときには、十字形大径ドライバビット６７を外し、矢印（５）のように第２の棒状工具としての十字形小径ドライバビット６８を差し込んで使用する。

よって、第１の棒状工具並びに第２の棒状工具は、十字形大径ドライバビット６７並びに十字形小径ドライバビット６８としたことを特徴とする。そのため、十字穴付き小ねじに対する締付作業の作業効率を向上させることができる。

十字形大径ドライバビット６７は、六角棒状の大径工具軸であり、この六角棒状の大径工具軸の先端には十字形大径ビット６９が形成され、後端には六角断面状の大径シャンク部７１が形成され、後部には第１抜け止め周溝７２が形成される。

また、十字形小径ドライバビット６８は、丸棒状の小径工具軸であり、この丸棒状の小径工具軸の先端には十字形小径ビット７３が形成され、後端面から後方に六角断面状の小径シャンク部７４を突出させ、中間位置には第２抜け止め周溝７５が形成される。
７６は握り部、７７はスイッチ、７８はトルクセンサ、７９はモータである。
以上の構成からなるソケット機構１０の作用を次に説明する。

図６は本発明のソケット機構での締付作業の作用図であり、（ａ）にて、十字形小径ドライバビット６８を、矢印（６）のように第１ワーク８１にセットした第１十字穴付き小ねじ８２の頭部８３に押し当て、回転主軸６２を時計回りに駆動すると、ワンウェイクラッチ３０を介して十字形小径ドライバビット６８が時計回りに回転し、第１十字穴付き小ねじ８２は締め付けられる。

（ｂ）にて、十字形大径ドライバビット６７を矢印（７）のように第２ワーク８４にセットした第２十字穴付き小ねじ８５の頭部８６に押し当て、回転主軸６２を時計回りに駆動すると、工具嵌合部材２１を介して十字形大径ドライバビット６７が時計回りに回転し、第２十字穴付き小ねじ８５は締め付けられる。

次に、ねじ締め付け後に、誤ってインパクトレンチを緩め方向（反時計回り）に回した場合のワンウェイクラッチ３０の作用を、十字形小径ドライバビット６８を装着したインパクトレンチユニット６０で説明する。

図７はワンウェイクラッチの通常時の作用説明図であり、（ａ）にて、回転主軸連結部材１６を矢印（８）のように時計回りに回転させると、ワンウェイクラッチ３０の１２個のころ３３が回転部材４１を押圧するので回転部材４１に回転力が与えられ、回転部材４１は矢印（９）のように時計回りに回転する。

（ｂ）にて、インパクトレンチユニット６０のスイッチ（図５符号７７）を押すことでモータ（図５符号７９）を駆動し、回転主軸６２を時計回りに回転させ、第２十字穴付き小ねじ８５を十字形小径ドライバビット６８で締め付ける。

図８はワンウェイクラッチの誤操作時の作用説明図であり、（ａ）にて、回転主軸連結部材１６を矢印（１０）のように反時計回りに回転させると、ワンウェイクラッチ３０の１２個のころ３３が回転部材４１から離れるので回転部材４１に回転力を与えない。そのため、回転部材４１は停止したままである。

（ｂ）にて、第２十字穴付き小ねじ８５の締付け完了後、矢印（１１）のように十字形小径ドライバビット６８を第２十字穴付き小ねじ８５から外すときにインパクトレンチ６１を誤って反時計回りに回した場合、回転主軸６２は反時計回りに回転するが、ワンウェイクラッチ（図８（ａ）符号３０）により十字形小径ドライバビット６８は静止状態を維持する。

したがって、ソケット機構１０は、回転主軸連結部材１６と工具嵌合部材２１とワンウェイクラッチ３０と回転部材４１とからなり、工具嵌合部材２１に第１六角形穴（図３符号４２）が設けられ、回転部材４１に第２六角形穴４３が設けられている。第２六角形穴４３に嵌合させた十字形小径ドライバビット６８で第２十字穴付き小ねじ８５（締付部材）を締め付けた後、この第２十字穴付き小ねじ８５から十字形小径ドライバビット６８を外すとき、作業者の不注意によりインパクトレンチ６１を緩め方向に回転させても、ワンウェイクラッチ３０が機能するので十字形小径ドライバビット６８が緩め方向に回転することはない。よって、締付トルクの小さな締付部材を、締め付け後の誤操作によって緩めることを防止することができる。

前述したソケット機構１０では、第１の棒状工具である十字形大径ドライバビット６７を工具嵌合部材２１に、第２の棒状工具である十字形小径ドライバビット６８を回転部材４１に別々に嵌合させた。しかし、ソケット機構の製作コストを考慮すれば、十字形大径ドライバビット６７並びに十字形小径ドライバビット６８を一体形の部材に取り替え可能に装着させることが望ましい。そこで、径の異なる２本の棒状工具を取り替え可能に装着することができる一体形のソケット機構を次の実施例で説明する。

図９は図２の変更実施例図であり、図２と共通の構成については符号を流用して説明を省略する。ソケット機構１０Ｂには、このソケット機構１０Ｂの主要部材である本体部８７の先端から後端に向けて形成されると共に第１の棒状工具としての十字形大径ドライバビット（図５符号６７）の大径シャンク部（図５符号７１）を嵌合する第１六角形穴４２Ｂと、この第１六角形穴４２Ｂの奥に設けられ十字形大径ドライバビットより小径である第２の棒状工具としての十字形小径ドライバビット（図５符号６８）の小径シャンク部（図５符号７４）を嵌合する第２六角形穴４３Ｂと、十字形大径ドライバビット並びに十字形小径ドライバビットを押圧することで棒状工具の抜け止めを図ると共に本体部８７の先端部に設けたボール保持穴４８に嵌めるラバーボール４９とが備えられていることを特徴とする。

ソケット機構１０Ｂの本体部８７には、十字形大径ドライバビットを嵌合する第１六角形穴４２Ｂと、十字形大径ドライバビットより小径である十字形小径ドライバビットを嵌合する第２六角形穴４３Ｂとが備えられている。そのため、１つのソケット機構１０Ｂで、異なる径の工具を自在に装着することができる。よって、締付作業の作業効率を向上させることができる。

また、ソケット機構１０Ｂには、ラバーボール４９が備えられているため、ラバーボール４９で棒状工具を押圧することで、棒状工具の抜けを防ぐことができる。これにより、締付作業が安定するので、作業性を向上させたソケット機構を提供することができる。

尚、本発明に用いる第１の多角形穴、第２の多角形穴、第１の棒状工具のシャンク部及び第２の棒状工具のシャンク部は、実施の形態では六角形穴で説明したが、四角形穴、八角形穴を採用することができるため、他の嵌合形状に変更することは差し支えない。
また、本発明に用いる第１の棒状工具並びに第２の棒状工具は、実施の形態では十字形ドライバビットで説明したが、すりわり形ドライバビット又は六角形ソケットを採用することができるため、他の形式の工具軸に変更することは差し支えない。

本発明のソケット機構は、ねじやボルトなどの締付部材を締め付ける工具を装着する部品に好適である。

本発明に係るソケット機構の分解斜視図である。 本発明に係るソケット機構の断面図である。 図２の３−３線断面図である。 図２の４−４線断面図である。 本発明に係るソケット機構の取付説明図である。 本発明のソケット機構での締付作業の作用図である。 ワンウェイクラッチの通常時の作用説明図である。 ワンウェイクラッチの誤操作時の作用説明図である。 図２の変更実施例図である。 従来の技術の基本原理を説明する図である。

符号の説明

１０、１０Ｂ…ソケット機構、１６…回転主軸連結部材（ソケット本体部材）、２１…工具嵌合部材（ソケット本体部材）、３０…ワンウェイクラッチ（一方向回転機構）、４１…回転部材、４２、４２Ｂ…第１六角形穴（第１の多角形穴）、４３、４３Ｂ…第２六角形穴（第２の多角形穴）、４９…ラバーボール（工具抜け止め部材）、６１…インパクトレンチ（工具回転手段）、６２…回転主軸、６７…十字形大径ドライバビット（第１の棒状工具）、６８…十字形小径ドライバビット（第２の棒状工具）、７１…大径シャンク部（第１の棒状工具のシャンク部）、７４…小径シャンク部（第２の棒状工具のシャンク部）、７６…握り部、７９…モータ。

Claims (3)

1. 握り部を備え、モータなどの駆動源を内蔵し、この駆動源で回転させる回転主軸の一端を突出させてなる工具回転手段に、棒状工具を取り替え可能に装着することができるように、前記回転主軸の先端に設けられて前記棒状工具の基部を把持するソケット機構であって、
   前記ソケット機構には、第１の棒状工具のシャンク部を嵌合する第１の多角形穴と、この第１の多角形穴の奥に設けられ前記第１の棒状工具より小径である第２の棒状工具のシャンク部を嵌合する第２の多角形穴と、前記第１の棒状工具並びに第２の棒状工具を押圧することで棒状工具の抜け止めを図る工具抜け止め部材とが備えられていることを特徴とするソケット機構。
2. 前記第１の棒状工具並びに第２の棒状工具は、ドライバビットとしたことを特徴とする請求項１記載のソケット機構。
3. 前記ソケット機構は、前記回転主軸に連結されるソケット本体部材と、このソケット本体部材に空転可能に収納される回転部材と、この回転部材と前記ソケット本体部材との間に介在され前記ソケット本体部材が締め付け方向に回転するときに前記回転部材に回転力を与え、前記ソケット本体部材が緩め方向に回転するときに前記回転部材に回転力を与えない一方向回転機構とからなり、
   前記ソケット本体部材に前記第１の多角形穴が設けられ、前記回転部材に前記第２の多角形穴が設けられていることを特徴とする請求項２記載のソケット機構。

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